JP6482730B2 - Wireless communication system - Google Patents

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Description

本発明は無線通信システムに関し、例えば複数のアンテナを用いて複数のストリームを送受信するMIMO伝送技術を利用する無線システムに適用可能である。  The present invention relates to a wireless communication system, and is applicable to, for example, a wireless system using a MIMO transmission technology that transmits and receives a plurality of streams using a plurality of antennas.

近年、携帯電話の高機能化によって移動体通信のトラフィックは増加の一途をたどり、限られた周波数帯域でさらなる高速無線通信を実現することが求められている。その実現方法の一つに、MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)伝送技術がある(例えば、特開2014−131181号公報)。MIMO伝送では、複数の送信アンテナから同一時刻に同一周波数で複数の信号系列を送信し、空間多重する。それぞれの送信アンテナと受信アンテナとの間のマルチパス環境を利用することによって、受信機側で信号処理を行うことにより各信号を分離して復号する。これにより、使用する周波数帯域幅を広げることなく、送受アンテナ数に比例して伝送路容量を増大できる、すなわち、周波数利用効率を向上することができる。見通し外通信システムである移動体通信では、受信機は周辺からの反射によって複数の信号を受信する。この伝搬環境はシステムを利用している移動体または周辺の散乱を起こしている物体の移動によって時間的に変動する。これらの伝搬環境が独立とみなせるだけの間隔をおいた複数のアンテナを用いた場合、複数の伝送路が存在していることと等価となり、同一周波数帯域でアンテナ数に応じた複数の独立した信号を伝送することができる。  In recent years, mobile communication traffic has been steadily increasing due to higher functionality of mobile phones, and it has been required to realize further high-speed wireless communication in a limited frequency band. One of the implementation methods is MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) transmission technology (for example, JP-A-2014-131181). In MIMO transmission, a plurality of signal sequences are transmitted at the same frequency from a plurality of transmission antennas at the same time, and are spatially multiplexed. By using a multipath environment between each transmission antenna and each reception antenna, each signal is separated and decoded by performing signal processing on the receiver side. Accordingly, the transmission path capacity can be increased in proportion to the number of transmission / reception antennas without increasing the frequency bandwidth to be used, that is, the frequency utilization efficiency can be improved. In mobile communication, which is an out-of-line communication system, a receiver receives a plurality of signals by reflection from the surroundings. This propagation environment fluctuates in time depending on the movement of a moving object using the system or an object causing scattering around the system. When using multiple antennas that are spaced apart so that these propagation environments can be regarded as independent, this is equivalent to the existence of multiple transmission paths, and multiple independent signals corresponding to the number of antennas in the same frequency band. Can be transmitted.

移動体通信のトラフィック増大に伴ってマイクロ波帯の無線周波数が逼迫している状況下で、例えばミリ波帯などの高周波帯を使用した伝送容量の大容量化が求められている。ミリ波帯通信とマイクロ波帯通信を比較すると、ミリ波帯通信では比較的広帯域な信号を扱えるため大容量化に適しているというメリットがある反面、大電力増幅が困難であることおよび伝搬損失が大きいため通信距離が短くなるというデメリットがある。その対策として、複数のアンテナ素子を用いて空間合成を行うビームフォーミング技術がある。受信機で電力を最大化する同相合成となるように、送信側の複数のアンテナ素子から出力する送信信号の位相を制御する技術である。アンテナ素子数が多いほどメインローブの指向性が鋭くなり、その他の方向へのサイドローブは減衰するため、干渉抑圧技術としても注目されている。アンテナ素子間隔はλ/2(λ:波長)が適しており、波長の短いミリ波帯では比較的小さなアンテナユニットを実現することができる。  Under the situation where the radio frequency of the microwave band is tight with the increase in traffic of mobile communication, for example, an increase in transmission capacity using a high frequency band such as a millimeter wave band is required. Compared to millimeter wave communication and microwave communication, millimeter wave communication has the advantage of being able to handle relatively wide-band signals and is suitable for large capacity, but it is difficult to amplify large power and propagation loss. There is a demerit that the communication distance is shortened because of the large. As a countermeasure, there is a beam forming technique that performs spatial synthesis using a plurality of antenna elements. This is a technique for controlling the phase of a transmission signal output from a plurality of antenna elements on the transmission side so as to achieve in-phase combining that maximizes power at the receiver. As the number of antenna elements increases, the directivity of the main lobe becomes sharper, and the side lobes in other directions are attenuated. The antenna element spacing is suitably λ / 2 (λ: wavelength), and a relatively small antenna unit can be realized in the millimeter wave band with a short wavelength.

特開2014−131181号公報JP 2014-131181 A

しかしながら、ビームフォーミング技術で指向性を強くすると、今度はMIMO伝送との共存が困難になる。見通し内通信となり、十分なマルチパスが得られなくなるため複数のアンテナから送信された信号の相関は大きい。従って複数の伝送路があるとはみなせず、アンテナ数に比例した伝送容量は見込めない。  However, if the directivity is strengthened by the beam forming technique, it will be difficult to coexist with MIMO transmission. Since the line-of-sight communication becomes impossible and a sufficient multipath cannot be obtained, the correlation between signals transmitted from a plurality of antennas is large. Therefore, it cannot be considered that there are a plurality of transmission paths, and a transmission capacity proportional to the number of antennas cannot be expected.

第5世代移動通信システムでは2020年ごろを目途に、伝送速度として10Gbpsという目標を掲げている。目標を達成するためには、広帯域化およびMIMO伝送技術の両立が不可欠であり、それを実現する技術が望まれている。
本開示の課題はMIMO伝送に適した無線通損システムを提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
In the fifth generation mobile communication system, a transmission rate of 10 Gbps is set as the target around 2020. In order to achieve the goal, it is indispensable to achieve both broadband and MIMO transmission technology, and a technology for realizing it is desired.
An object of the present disclosure is to provide a wireless loss system suitable for MIMO transmission.
Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、無線通信システムは無線通信を行う複数のアンテナを有する第一の無線機と複数のアンテナを有する第二の無線機とを備え、前記第一の無線機と前記第二の無線機のうち少なくとも1つの無線機が3つ以上のアンテナから2つのアンテナを選択し、2×2のMIMO通信を行う。前記第二の無線機の第k番目の受信アンテナの受信信号を直交検波または復調した直交平面上において前記第一の無線機の第i番目と第j番目の送信アンテナから送信した信号ベクトルのなす角をφ1とし、前記第二の無線機の第l番目の受信アンテナの受信信号を直交検波または復調した直交平面上において前記第一の無線機の第i番目と第j番目の送信アンテナから送信した信号ベクトルのなす角をφ2とし、前記φ1から前記φ2を差し引いた角度の絶対値をΦとし、前記Φがπラジアンに最も近くなる組み合わせの送信アンテナおよび受信アンテナを選択する。
An outline of typical ones of the present disclosure will be briefly described as follows.
That is, the wireless communication system includes a first wireless device having a plurality of antennas for performing wireless communication and a second wireless device having a plurality of antennas, and the first wireless device and the second wireless device. At least one radio selects two antennas from three or more antennas and performs 2 × 2 MIMO communication. A signal vector transmitted from the i-th and j-th transmitting antennas of the first radio on an orthogonal plane obtained by orthogonal detection or demodulation of the received signal of the k-th receiving antenna of the second radio. The angle is φ1, and the signals received from the l-th receiving antenna of the second radio are transmitted from the i-th and j-th transmitting antennas of the first radio on an orthogonal plane obtained by quadrature detection or demodulation. The angle formed by the signal vector is φ2, the absolute value of the angle obtained by subtracting φ2 from φ1 is φ, and the transmission antenna and the reception antenna that are the closest to π radians are selected.

上記無線通信システムによれば、伝送速度を向上することができる。  According to the radio communication system, the transmission rate can be improved.

MIMO無線通信システムを説明するための図Diagram for explaining a MIMO wireless communication system 無線機が移動した場合の受信信号の位相関係を説明するための図The figure for demonstrating the phase relationship of the received signal when a radio | wireless machine moves 無線機が移動した場合の受信信号の位相関係を説明するための図The figure for demonstrating the phase relationship of the received signal when a radio | wireless machine moves 無線機のアンテナ配置の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the antenna arrangement | positioning of a radio | wireless machine 無線機のアンテナ配置の他例を説明するための図The figure for demonstrating the other example of antenna arrangement | positioning of a radio | wireless machine 図3Bのアンテナ配置における合成位相誤差を説明するための図The figure for demonstrating the synthetic | combination phase error in the antenna arrangement | positioning of FIG. 3B 図3Aのアンテナ配置における合成位相誤差を説明するための図The figure for demonstrating the synthetic | combination phase error in the antenna arrangement | positioning of FIG. 3A 図4A、4Bの座標系を示す図The figure which shows the coordinate system of FIG. 4A, 4B 実施例に係るアンテナの構成を説明するための図The figure for demonstrating the structure of the antenna which concerns on an Example. 実施例に係るアンテナの構成を説明するための図The figure for demonstrating the structure of the antenna which concerns on an Example. 図5Bのアンテナを基地局アンテナに適用した場合の特性を示す図The figure which shows the characteristic at the time of applying the antenna of FIG. 5B to a base station antenna 図5Bのアンテナを移動局アンテナに適用した場合の特性を示す図The figure which shows the characteristic at the time of applying the antenna of FIG. 5B to a mobile station antenna 実施例に係るアンテナ選択を説明するための図The figure for demonstrating the antenna selection based on an Example 実施例に係るアンテナ選択を説明するための図The figure for demonstrating the antenna selection based on an Example OFDM信号の一例Example of OFDM signal 合成位相誤差に対するCNR劣化量を示す図The figure which shows the amount of CNR degradation with respect to a synthetic | combination phase error 実施例に係る無線システムの効果を説明するための図The figure for demonstrating the effect of the radio system which concerns on an Example 実施例に係る無線システムの効果を説明するための図The figure for demonstrating the effect of the radio system which concerns on an Example 実施例に係る無線システムの効果を説明するための図The figure for demonstrating the effect of the radio system which concerns on an Example 実施例に係る無線通信システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the radio | wireless communications system which concerns on an Example.

まず、MIMO無線通信システムについて図1を用いて説明する。  First, the MIMO wireless communication system will be described with reference to FIG.

無線通信システム100は、第1無線機110と第2無線機120で構成されている。第1無線機110は第1アンテナ(ANT1)、第2アンテナ(ANT2)を有している。第2無線機120は第3アンテナ(ANT3)、第4アンテナ(ANT3)と、移相器(π/2部)121,122と、加算器123,124を有している。  The wireless communication system 100 includes a first wireless device 110 and a second wireless device 120. The first radio 110 has a first antenna (ANT1) and a second antenna (ANT2). The second radio 120 includes a third antenna (ANT3), a fourth antenna (ANT3), phase shifters (π / 2 units) 121 and 122, and adders 123 and 124.

図1に示すように、見通し内通信でのMIMO技術において、波長λの無線周波数、伝送距離、アンテナ間隔(dAnt)が次の条件を満たすとき、独立した複数の通信路とみなせることが、多数の特許文献によって公知の技術とされている。  As shown in FIG. 1, in the MIMO technology in line-of-sight communication, when the radio frequency of wavelength λ, the transmission distance, and the antenna interval (dAnt) satisfy the following conditions, it can be regarded as a plurality of independent communication paths. Are known techniques.

無線通信システム100は、伝送距離をR、第1アンテナ(ANT1)と第3アンテナ(ANT3)との距離をD13、第2アンテナ(ANT2)と第4アンテナ(ANT4)との距離をd24とすると、R=d13=d24に対し、送信側の2本の第1アンテナ(ANT1)、第2アンテナ(ANT2)から送信された信号を受信側の第3アンテナ(ANT3)、第4アンテナ(ANT4)で受信するときの伝送路差がλ/4になるようにアンテナ設置間隔をdAntとし、2本のアンテナから送信する信号(S1)と信号(S2)の位相差がπ/2となるようにする。2本の受信アンテナの信号を合成するとき、一方はS1を強調しS2を相殺するように、他方はS2を強調しS1を相殺するように、移相器121,122で位相回転し加算器123,124で合成することによって2つの信号(D1、D2)に分離できる。完全に分離できる最適な条件を次式で求めることができる。
d13=d24
d14=d23
d14=d13+λ/4
d23=d24+λ/4
dAnt=(d14−d13)1/2
特にミリ波では波長λが短いため、現実的な数cm〜数m程度のアンテナ間隔で実現可能である。
In the wireless communication system 100, it is assumed that the transmission distance is R, the distance between the first antenna (ANT1) and the third antenna (ANT3) is D13, and the distance between the second antenna (ANT2) and the fourth antenna (ANT4) is d24. , For R = d13 = d24, signals transmitted from the two first antennas (ANT1) and the second antenna (ANT2) on the transmission side are transmitted to the third antenna (ANT3) and the fourth antenna (ANT4) on the reception side. The antenna installation interval is dAnt so that the transmission path difference when receiving at λ / 4 is λ / 4, and the phase difference between the signal (S1) and the signal (S2) transmitted from the two antennas is π / 2. To do. When combining the signals of the two receiving antennas, one of the phase shifters 121 and 122 rotates the phase so that one emphasizes S1 and cancels S2, and the other emphasizes S2 and cancels S1. The signals can be separated into two signals (D1, D2) by combining them at 123 and 124. The optimal condition for complete separation can be obtained by the following equation.
d13 = d24
d14 = d23
d14 = d13 + λ / 4
d23 = d24 + λ / 4
dAnt = (d14 2 −d13 2 ) 1/2
In particular, since the wavelength λ is short in the millimeter wave, it can be realized with a practical antenna interval of several centimeters to several meters.

固定通信の場合は伝搬距離に応じたアンテナ配置を予め設計できるが、移動体通信の場合は1つ以上の無線機が移動することによって無線機間の距離が変化するため、常に最適なアンテナ配置とすることは不可能である。  In the case of fixed communication, the antenna arrangement according to the propagation distance can be designed in advance, but in the case of mobile communication, the distance between the radios changes due to the movement of one or more radios. It is impossible.

次に、無線機が移動した場合の受信信号の位相関係について図2A、2Bを用いて説明する。図2Aは理想的な合成となるケース、図2Bは信号分離後の振幅が減衰するケースの例である。図2Aのcase1は図1と同等である。図1の(a)点は図2A、2Bの(a)に相当し、第3アンテナ(ANT3)および第4アンテナ(ANT4)で受信した位相関係を示すベクトルである。第1アンテナ(ANT1)および第2アンテナ(ANT2)と第3アンテナ(ANT3)、第4アンテナ(ANT4)が成す距離であるd13、d14、d23、d24と波長の関係で受信信号のベクトルが決まる。図1の(b)点は図2A、2Bの(b)に点線で示してあり、信号を分離するために移相器121,122で位相を調整したベクトルである。図1の(c)点は図2A、2Bの(c)に実線で示してあり、(b)の信号を合成したベクトルである。図2Aのcase1〜case3は理想的な合成となる場合であり、(c)で信号の振幅が2倍になる。図2Bのcase4〜case6信号分離後の信号の振幅が小さくなる、すなわちS/N比が小さくなるため信号品質が劣化する。最悪の場合はcase6に示すように信号の分離が不可能となるため、伝送容量を増加するMIMOの効果が得られない。従って、1つの信号系列を送らなければならない。  Next, the phase relationship of the received signal when the wireless device moves will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A shows an example of an ideal synthesis, and FIG. 2B shows an example of a case where the amplitude after signal separation attenuates. Case 1 in FIG. 2A is equivalent to FIG. Point (a) in FIG. 1 corresponds to (a) in FIGS. 2A and 2B, and is a vector indicating the phase relationship received by the third antenna (ANT3) and the fourth antenna (ANT4). The vector of the received signal is determined by the relationship between the wavelength of d13, d14, d23, and d24, which are distances formed by the first antenna (ANT1), the second antenna (ANT2), the third antenna (ANT3), and the fourth antenna (ANT4). . The point (b) in FIG. 1 is indicated by a dotted line in FIGS. 2A and 2B (b), and is a vector whose phase is adjusted by the phase shifters 121 and 122 in order to separate the signals. A point (c) in FIG. 1 is indicated by a solid line in FIGS. 2A and 2B (c), and is a vector obtained by combining the signals in (b). Case 1 to case 3 in FIG. 2A is an ideal synthesis, and the amplitude of the signal is doubled in (c). The signal amplitude after the separation of the case4 to case6 signals in FIG. 2B is reduced, that is, the S / N ratio is reduced, so that the signal quality is deteriorated. In the worst case, the signal cannot be separated as shown in case 6, so the MIMO effect of increasing the transmission capacity cannot be obtained. Therefore, one signal sequence must be sent.

実施形態に係る無線通信システムは、複数の送信アンテナまたは複数の受信アンテナまたはその両方からMIMO伝送に適したアンテナを選択する。また、MIMO(マルチストリーム)伝送の条件を満たさない場合は、単一信号系列(シングルストリーム)伝送に切り替える。  The radio communication system according to the embodiment selects an antenna suitable for MIMO transmission from a plurality of transmission antennas and / or a plurality of reception antennas. When the conditions for MIMO (multi-stream) transmission are not satisfied, switching to single signal sequence (single stream) transmission is performed.

本実施形態によれば、3つ以上のアンテナから最適な2本を選択し、見通し通信のマルチストリーム伝送で信号品質劣化を抑圧することによって伝送速度を向上することができる。また、マルチストリームを伝送可能な条件を満たさない場合はシングルストリーム伝送に切り替えることによって最適な伝送速度を実現することができる。  According to the present embodiment, it is possible to improve the transmission speed by selecting the optimum two from three or more antennas and suppressing signal quality degradation in multi-stream transmission for line-of-sight communication. Also, when the conditions for transmitting multi-streams are not satisfied, the optimum transmission rate can be realized by switching to single-stream transmission.

本明細書では、1ストリームを送受信する単位を「アンテナ」と表記し、ビームフォーミングを行う場合の単位を「アンテナ素子」と表記する。ビームフォーミングした信号を送信する「アンテナ」は複数の「アンテナ素子」によって構成される。MIMO伝送で扱う単位は「アンテナ」である。  In this specification, a unit for transmitting and receiving one stream is denoted as “antenna”, and a unit for performing beamforming is denoted as “antenna element”. An “antenna” that transmits a beamformed signal is composed of a plurality of “antenna elements”. The unit handled in the MIMO transmission is an “antenna”.

以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。  Examples will be described below with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals and repeated description may be omitted.

まず、実施例に係る無線通信システムについて図11を用いて説明する。図11は実施例に係る無線通信システムを示すブロック図である。実施例に係る無線通信システム100は図1の無線通信システム10の構成と同様である。  First, the radio | wireless communications system which concerns on an Example is demonstrated using FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating the wireless communication system according to the embodiment. The wireless communication system 100 according to the embodiment has the same configuration as that of the wireless communication system 10 of FIG.

次に、3つ以上のアンテナから2つを選択する方法について説明する。第1無線機110のアンテナ数をM、第2無線機120のアンテナ数をNとする。ここでM≧2かつN≧2かつM+N≧5の条件を満たすものとする。説明のため、第1無線機110が送信、第2無線機120が受信の場合を考える。第2無線機120の第k番目のアンテナ(ANTk)の受信信号において、第1無線機110の第i番目のアンテナ(ANTi)と第j番目のアンテナ(ANTj)から送信した信号ベクトルのなす角をφ1とおく。第2無線機120の第l番目のアンテナ(ANTl)の受信信号において、第1無線機110の第i番目のアンテナ(ANTi)と第j番目のアンテナ(ANTj)から送信した信号ベクトルのなす角をφ2とおく。
Φ(i,j,k,l)=abs(φ1−φ2) 式(1)
を全ての送信アンテナ(ANTi,ANTj)と受信アンテナ(ANTk,ANTl)の組み合わせについて計算する。ここで、abs( )は絶対値である。全てのΦから最もπに近くなる組み合わせの送信アンテナおよび受信アンテナを選択する。
Next, a method for selecting two from three or more antennas will be described. Assume that the number of antennas of the first radio 110 is M, and the number of antennas of the second radio 120 is N. Here, it is assumed that the conditions of M ≧ 2, N ≧ 2, and M + N ≧ 5 are satisfied. For the sake of explanation, consider the case where the first radio 110 is transmitting and the second radio 120 is receiving. The angle formed by the signal vector transmitted from the i-th antenna (ANTi) and the j-th antenna (ANTj) of the first radio 110 in the received signal of the k-th antenna (ANTk) of the second radio 120 Is set to φ1. The angle formed by the signal vector transmitted from the i-th antenna (ANTi) and the j-th antenna (ANTj) of the first radio 110 in the received signal of the l-th antenna (ANTl) of the second radio 120. Is set to φ2.
Φ (i, j, k, l) = abs (φ1-φ2) Equation (1)
Are calculated for all combinations of transmitting antennas (ANTi, ANTj) and receiving antennas (ANTk, ANTl). Here, abs () is an absolute value. The combination of the transmitting antenna and the receiving antenna that is closest to π is selected from all Φ.

図7A、7Bはアンテナ選択の例を示す図である。第k番目の受信アンテナ(ANTk)および第l番目の受信アンテナ(ANTl)には、第i番目の送信アンテナ(ANTi)の送信信号(Si)と第i番目の送信アンテナ(ANTj)の送信信号(Sj)が空間合成されて受信される。それぞれのケースについて、式(1)でΦを計算する。ここで、反時計回りを位相の進み(+)、時計回りを位相の遅れ(−)とする。また、2π=0、π=−π等を利用する。図7A、7BではΦ(case1)=Φ(case2)=Φ(case3)=π、Φ(case4)=2π/3、Φ(case5)=π/3、Φ(case6)=0となり、case1またはcase2またはcase3のいずれかを選択すれば良い。  7A and 7B are diagrams illustrating an example of antenna selection. A transmission signal (Si) of the i-th transmission antenna (ANTi) and a transmission signal of the i-th transmission antenna (ANTj) are provided in the k-th reception antenna (ANTk) and the l-th reception antenna (ANTl). (Sj) is spatially synthesized and received. For each case, Φ is calculated using equation (1). Here, the counterclockwise direction is the phase advance (+), and the clockwise direction is the phase delay (−). Further, 2π = 0, π = −π, etc. are used. 7A and 7B, Φ (case1) = Φ (case2) = Φ (case3) = π, Φ (case4) = 2π / 3, Φ (case5) = π / 3, Φ (case6) = 0, and case1 or Select either case2 or case3.

図7A、7Bに示す各受信信号のベクトルは、シングルキャリア伝送の場合は直交検波後、CDMA(Code Division Multiple Access)の場合は逆拡散後、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)の場合は復調後の直交座標系で表される。受信側で受信号のベクトルを得るためには、送信アンテナから周波数または時間領域で直交(互いに独立)する既知信号を送れば良い。この信号として、MIMO伝送で用いるチャネル推定用のパイロット信号を利用することが一例として挙げられる。  The vectors of the received signals shown in FIGS. 7A and 7B are obtained after orthogonal detection in the case of single carrier transmission, after despreading in the case of CDMA (Code Division Multiple Access), and after demodulation in the case of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Expressed in Cartesian coordinate system. In order to obtain a received signal vector on the receiving side, it is only necessary to transmit known signals orthogonal (independent from each other) in the frequency or time domain from the transmitting antenna. As an example of this signal, a channel estimation pilot signal used in MIMO transmission is used.

図8はOFDM信号の一例を示す図である。OFDM信号では、数シンボル〜数十シンボルのデータシンボルごとに、数シンボルのパイロット信号(パイロットシンボル)が挿入される。パイロット信号は伝送路推定や同期検波のために用いられる。パイロット信号のAのサブキャリアは第Aアンテナ(ANT(A))のみがパイロットデータを送信し、その他のアンテナは0とする。同様にパイロット信号のBのサブキャリアは第Bアンテナ(ANT(B))のみがパイロットデータを送信し、その他のアンテナは0とする。以下C、D、・・・と同様の処理を行う。パイロット信号では、干渉信号がないため複素フーリエ変換を行って得られた実数成分(I)および虚数成分(Q)がそのままSi、Sjなどのベクトルとなる。データシンボルは選択された2つのアンテナから、それぞれ異なるデータシンボルが送信される。こうして受信側で求めた情報を送信側にアンテナ選択制御情報として伝達し、送信側は制御情報に基づいたアンテナで送信する。TDD(Time Division Duplex)の場合は、時間が十分短い場合は、送信/受信の条件は同じになるため、制御情報を伝達してもらうことなく、アンテナの選択をすることができる。  FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an OFDM signal. In the OFDM signal, a pilot signal (pilot symbol) of several symbols is inserted for each data symbol of several symbols to several tens of symbols. The pilot signal is used for transmission path estimation and synchronous detection. As for the A subcarrier of the pilot signal, only the A-th antenna (ANT (A)) transmits pilot data, and the other antennas are set to 0. Similarly, for the B subcarrier of the pilot signal, only the B-th antenna (ANT (B)) transmits pilot data, and the other antennas are set to zero. Thereafter, the same processing as C, D,... Is performed. In the pilot signal, since there is no interference signal, the real component (I) and the imaginary component (Q) obtained by performing the complex Fourier transform are directly used as vectors such as Si and Sj. Different data symbols are transmitted from the selected two antennas. Information thus obtained on the receiving side is transmitted to the transmitting side as antenna selection control information, and the transmitting side transmits using an antenna based on the control information. In the case of TDD (Time Division Duplex), when the time is sufficiently short, the transmission / reception conditions are the same, and therefore the antenna can be selected without having to transmit control information.

アンテナ数が多いほどマルチストリームを送ることができる確率が増加するが、その改善効率はアンテナ数の増加に対して徐々に減少する。したがって、現実的なアンテナ数ではマルチストリームを送ることができない場合(図7Bのcase6など)がある。この場合は信号の分離が不可能となり誤り率が大幅に劣化するため、シングルストリームを送ることが望ましい。  As the number of antennas increases, the probability that a multi-stream can be transmitted increases, but the improvement efficiency gradually decreases as the number of antennas increases. Therefore, there are cases where a multi-stream cannot be sent with a realistic number of antennas (such as case 6 in FIG. 7B). In this case, it is desirable to send a single stream because signal separation is impossible and the error rate is greatly degraded.

図9は合成位相差に対するCNR劣化量を示す図である。横軸は合成位相誤差で、理想的に合成された場合を0°としている(Φがπのとき合成位相差0°、Φが0の時合成位相差180°)。アンテナ選択のために計算した最良のΦより合成位相誤差を求め、シングルストリームの場合のC/Nから、C/N劣化量を減算する。その結果が所要C/N:ThC/Nより大きい場合はマルチストリームを送信し、小さい場合はシングルストリームを送信する。ここで、シングルストリームの場合のC/Nは独立したパイロットシンボルによって測定する。よって、単一信号送信のC/Nは各送信アンテナで周波数または時間で独立した、情報が既知である送信信号によって求められる。FIG. 9 is a diagram showing the amount of CNR degradation with respect to the combined phase difference. The horizontal axis represents the combined phase error, and 0 ° is the case where the image is ideally combined (the combined phase difference is 0 ° when Φ is π, and the combined phase difference is 180 ° when Φ is 0). The composite phase error is obtained from the best Φ calculated for antenna selection, and the C / N degradation amount is subtracted from the C / N in the case of a single stream. When the result is larger than the required C / N: Th C / N, a multi-stream is transmitted, and when it is smaller, a single stream is transmitted. Here, C / N in the case of a single stream is measured by an independent pilot symbol. Therefore, the C / N of single signal transmission is determined by a transmission signal whose information is known, independent of frequency or time at each transmission antenna.

また、直交振幅変調(QAM)の多値数によって所要C/Nが変わるため、多値数n(n=16、64、256など)ごとの閾値ThnQAMを設けて適応変調を行い効率化することもできる。Also, since the required C / N varies depending on the multi-value number of quadrature amplitude modulation (QAM), a threshold Th nQAM is provided for each multi-value number n (n = 16, 64, 256, etc.) to improve efficiency by performing adaptive modulation. You can also.

次に本実施例の効果について図10A〜10Cを用いて説明する。図10Aは伝送距離対伝送速度(ビット数/キャリア)を示す図である。図10Bは伝送距離対伝送速度(平均ビット数/キャリア)を示す図である。図10Cは伝送距離対伝送速度(平均伝送レート比)を示す図である。図10A〜10CではMIMO(マルチストリーム)と受信アンテナ数が2の受信ダイバーシティ(シングルストリーム)の場合を比較している。MIMOと受信ダイバーシティのアンテナ素子数の合計は等しくした。横軸の伝送距離に応じて、自由空間における電波損失を仮定した。変調方式は直交振幅変調とし、受信機のCNR(Carrier to Noise power Ratio)に応じて多値数を最適にする適応変調を行う。直交振幅変調の多値数によって決まるC/Nと比較して、送信できる最大の多値数となる多値数に決定する。OFDMの場合、図10A〜10Cの縦軸は1サブキャリアあたりの値である。  Next, the effect of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10A is a diagram showing transmission distance versus transmission speed (number of bits / carrier). FIG. 10B is a diagram showing transmission distance versus transmission speed (average number of bits / carrier). FIG. 10C is a diagram showing transmission distance versus transmission speed (average transmission rate ratio). 10A to 10C compare the case of MIMO (multi-stream) and reception diversity (single stream) with two reception antennas. The total number of antenna elements for MIMO and receive diversity was made equal. The radio wave loss in free space was assumed according to the transmission distance on the horizontal axis. The modulation method is quadrature amplitude modulation, and adaptive modulation is performed to optimize the multi-value number according to the CNR (Carrier to Noise power Ratio) of the receiver. Compared with C / N determined by the multi-value number of quadrature amplitude modulation, the multi-value number is determined as the maximum multi-value number that can be transmitted. In the case of OFDM, the vertical axis in FIGS. 10A to 10C is a value per subcarrier.

図10Aは固定通信の場合であり、伝搬距離に応じて最適なアンテナ間隔を設計できる場合である。まず、受信ダイバーシティに着目する。伝搬距離が2倍になるとCNRが約6dB小さくなる。適応変調により2ビットの差に相当する多値数(例えば256QAMと64QAM)の所要CNRの差は約6dBである。従ってキャリアあたりのビット数が2ビット小さくなる点に着目すると、64QAMが16QAMになる点の伝搬距離は256QAMが64QAMになる点の伝搬距離の2倍、16QAMがQPSKになる点の伝搬距離は64QAMが16QAMになる点の伝搬距離2倍の関係になっている。次にMIMOに着目する。MIMOでは2つの異なる送信信号を伝送可能なため、キャリア辺りのビット数は受信ダンバーシティと比較して2倍になる。ただし、アンテナ素子数の合計を等しくしたので1ストリームあたりの空間合成利得が受信ダイバーシティと比較して−6dBとなるため、伝搬距離は受信ダイバーシティと比較して1/2となるMIMOでは多値数16以上となる条件で効果があることが分かる。  FIG. 10A shows a case of fixed communication, in which an optimum antenna interval can be designed according to the propagation distance. First, focus on reception diversity. When the propagation distance is doubled, the CNR is reduced by about 6 dB. The difference between the required CNRs of multi-valued numbers (for example, 256QAM and 64QAM) corresponding to the difference of 2 bits by adaptive modulation is about 6 dB. Therefore, focusing on the fact that the number of bits per carrier is reduced by 2 bits, the propagation distance at the point where 64QAM becomes 16QAM is twice the propagation distance at the point where 256QAM becomes 64QAM, and the propagation distance at the point where 16QAM becomes QPSK is 64QAM. Is double the propagation distance of 16QAM. Next, focus on MIMO. In MIMO, two different transmission signals can be transmitted, so the number of bits per carrier is doubled compared to the reception diversity. However, since the total number of antenna elements is made equal, the spatial synthesis gain per stream is -6 dB compared to the reception diversity, and therefore the propagation distance is a multivalued number in MIMO in which the propagation distance is ½ compared to the reception diversity. It can be seen that the effect is obtained under the condition of 16 or more.

図10Bは移動通信の場合である。アンテナ数は基地局および移動局ともに2本である。縦軸は平均ビット数であり、受信ダイバーシティの場合は図10Aと等しい。MIMOの場合のアンテナ間隔は256QAMを伝送できる伝送距離、すなわち、比較的基地局に近い場所で最適となるように設計した。MIMOでは伝搬損失に加えて、合成位相誤差によってCNRが劣化するため図10AのMIMOと比較して平均ビット数は小さくなる。送信ストリーム数を選択(MIMO:2ストリーム、受信ダイバーシティ:1ストリーム)することによって平均ビット数が向上することが確認できる。  FIG. 10B shows the case of mobile communication. The number of antennas is two for both the base station and the mobile station. The vertical axis represents the average number of bits, and in the case of reception diversity, it is equal to FIG. 10A. The antenna spacing in the case of MIMO is designed to be optimal at a transmission distance capable of transmitting 256QAM, that is, at a location relatively close to the base station. In MIMO, in addition to the propagation loss, the CNR deteriorates due to the combined phase error, so the average number of bits is smaller than the MIMO in FIG. 10A. It can be confirmed that the average number of bits is improved by selecting the number of transmission streams (MIMO: 2 streams, reception diversity: 1 stream).

図10Cは本実施例のアンテナ選択を適用した場合である。横軸は伝搬距離であり、縦軸は受信ダイバーシティに対するMIMOの伝送速度比を、基地局(BS)と移動局(MS)との距離が横軸以内で平均した平均伝送レート比である。図10Bの「ストリーム数選択」が図10Cの「アンテナ選択なし」と同一である。BS:2/3アンテナ選択、MS:2/3アンテナ選択、BS、MS:2/3アンテナ選択はBSまたはMSまたは両方で最適なアンテナを選択して2×2(2入力で2出力)MIMOを行った場合である。BSとMSでの2アンテナ選択ではBSのアンテナを選択した方が良い。MSは携帯電話などの小型機を考慮してアンテナ間隔を狭くしているので、比較的アンテナ間隔を大きくできるBSのアンテナ選択では合成位相誤差が小さくなる確率が高くなるためである。伝送レート1.5倍の効果に着目すると、BSおよびMSで3つのアンテナから2つのアンテナを選択すると、アンテナ選択なしと比較して、伝送距離を2倍にできることが分かる。  FIG. 10C shows a case where the antenna selection of this embodiment is applied. The horizontal axis represents the propagation distance, and the vertical axis represents the transmission rate ratio of MIMO with respect to reception diversity, and the average transmission rate ratio obtained by averaging the distance between the base station (BS) and the mobile station (MS) within the horizontal axis. “Select number of streams” in FIG. 10B is the same as “No antenna selection” in FIG. 10C. BS: 2/3 antenna selection, MS: 2/3 antenna selection, BS, MS: 2/3 antenna selection is 2 × 2 (2 outputs with 2 inputs) MIMO by selecting the best antenna at BS or MS or both Is the case. When selecting two antennas for the BS and the MS, it is better to select the BS antenna. This is because the MS has a small antenna interval in consideration of a small machine such as a mobile phone, and therefore, the selection of a BS antenna that can have a relatively large antenna interval increases the probability that the combined phase error will be small. Focusing on the effect of the transmission rate of 1.5 times, it can be seen that if two antennas are selected from three antennas in the BS and MS, the transmission distance can be doubled compared to the case where no antenna is selected.

次に、実施例に係る無線機のアンテナ配置について図3A、3Bを用いて説明する。図3A、3Bは、実施例に係る無線機のアンテナ配置を示す図である。ビームフォーミングを行うために複数のアンテナ素子で構成される。図3A、3Bは一例であり、MIMOの一つのアンテナユニットは64素子(=8×8)が半波長λ/2の間隔で配置されている。図3Aはアンテナユニットを横方向(大地に平行)に配置した例であり、図3Bはアンテナユニットを高さ方向(大地に垂直)に配置した例である。  Next, the antenna arrangement of the wireless device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B are diagrams illustrating an antenna arrangement of the radio device according to the embodiment. In order to perform beam forming, it is composed of a plurality of antenna elements. FIGS. 3A and 3B are examples, and in one MIMO antenna unit, 64 elements (= 8 × 8) are arranged at intervals of a half wavelength λ / 2. FIG. 3A shows an example in which the antenna units are arranged in the horizontal direction (parallel to the ground), and FIG. 3B shows an example in which the antenna units are arranged in the height direction (perpendicular to the ground).

アンテナ配置方向と合成位相誤差について図4A、4B、4Cを用いて説明する。図4Aはアンテナを垂直方向に配置した場合(図3Bの配置)の合成位相誤差であり、図4Bはアンテナを水平方向に配置した場合(図3Aの配置)の合成位相誤差である。図4Cは図4A、4Bの座標系を示す図である。アンテナ位置固定の基地局とアンテナ位置が変化する移動局(携帯電話など)を想定している。図4Cに示すように、基地局と移動局を結ぶ線をX軸に置き、大地と平行とする。大地と平行で、かつ、X軸と直交する方向をY軸に置く。XY平面に垂直(大地に垂直)の方向をZ軸に置く。図4A、4Bの横軸は移動局の第3アンテナ(ANT3)を原点に固定したとき、第4アンテナ(ANT4)のXY平面上の角度θ(±180°)である。図4A、4Bの縦軸は移動局の第3アンテナ(ANT3)を原点に固定したとき、第4アンテナ(ANT4)がXY平面とのなす角度φ(±90°)である。理想的な合成は薄い色に近づき、分離不可能な場合は濃い色に近づく。第4アンテナ(ANT4)の位置が一様分布となるようにデータを取得したため、図4は楕円に近い形状となる。図4Aと図4Bでは第2アンテナ(ANT2)と第3アンテナ(ANT3)および第4アンテナ(ANT4)の位置関係が変わるため、異なる特性となる。  The antenna arrangement direction and the combined phase error will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, and 4C. 4A shows a combined phase error when the antenna is arranged in the vertical direction (arrangement of FIG. 3B), and FIG. 4B shows a combined phase error when the antenna is arranged in the horizontal direction (arrangement of FIG. 3A). FIG. 4C is a diagram showing the coordinate system of FIGS. 4A and 4B. A base station with a fixed antenna position and a mobile station (such as a mobile phone) whose antenna position changes are assumed. As shown in FIG. 4C, a line connecting the base station and the mobile station is placed on the X axis and is parallel to the ground. A direction parallel to the ground and perpendicular to the X axis is placed on the Y axis. A direction perpendicular to the XY plane (perpendicular to the ground) is placed on the Z axis. 4A and 4B represents the angle θ (± 180 °) on the XY plane of the fourth antenna (ANT4) when the third antenna (ANT3) of the mobile station is fixed at the origin. 4A and 4B represents the angle φ (± 90 °) between the fourth antenna (ANT4) and the XY plane when the third antenna (ANT3) of the mobile station is fixed at the origin. The ideal composition approaches a light color, and if it cannot be separated, it approaches a dark color. Since the data is acquired so that the position of the fourth antenna (ANT4) has a uniform distribution, FIG. 4 has a shape close to an ellipse. 4A and 4B have different characteristics because the positional relationship between the second antenna (ANT2), the third antenna (ANT3), and the fourth antenna (ANT4) changes.

次に、実施例に係る無線機のアンテナの構成について図5A、5Bを用いて説明する。図5Aはアンテナ構成を示す図である。図5Bはサブアレイ構成を示す図である。本実施例では、図5Aに示すような256素子(16×16)のアンテナ構成を用い、図5Bに示すような64素子(8×8)のサブアレイ構成とする(一例として4サブアレイ)。よって、アンテナ(ANT)は、サブアレイアンテナAとサブアレイアンテナBとサブアレイアンテナCとサブアレイアンテナDとで構成される。このうち理想的な合成に近くなるアンテナを2本選択して送信する。  Next, the configuration of the antenna of the wireless device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A is a diagram showing an antenna configuration. FIG. 5B is a diagram showing a subarray configuration. In this embodiment, an antenna configuration of 256 elements (16 × 16) as shown in FIG. 5A is used, and a subarray configuration of 64 elements (8 × 8) as shown in FIG. 5B is used (4 subarrays as an example). Therefore, the antenna (ANT) includes a subarray antenna A, a subarray antenna B, a subarray antenna C, and a subarray antenna D. Of these, two antennas that are close to ideal synthesis are selected and transmitted.

図6A、6Bはサブアレイアンテナの効果を説明するための図である。図6Aでは基地局アンテナとして図5BのサブアレイアンテナA,B,Cから2つを選択した場合の特性である。図4Aと図4Bの理想合成に近くなるアンテナを選択し、かつ、図5BのサブアレイアンテナB,Cの組み合わせも増えるため、マルチストリームを送ることができる確率が大幅に増加していることが分かる。図6Bでは移動局アンテナをサブアレイアンテナA,B,Cから2つを選択した場合の特性である。基地局アンテナと同様の結果が得られていることが分かる。本結果は、無線周波数としてミリ波帯、基地局アンテナ間隔は数十cm〜数m、移動局アンテナは小型であることを考慮して数cm〜数十cmとして検討した一例である。従来のように無線周波数や伝送距離に応じて適切な設計をすることが望まれる。  6A and 6B are diagrams for explaining the effect of the subarray antenna. FIG. 6A shows the characteristics when two sub-array antennas A, B, and C in FIG. 5B are selected as the base station antenna. It can be seen that the probability of being able to send a multi-stream is greatly increased because antennas close to the ideal combination of FIGS. 4A and 4B are selected and the combinations of subarray antennas B and C of FIG. 5B are also increased. . FIG. 6B shows characteristics when two mobile station antennas are selected from the sub-array antennas A, B, and C. It can be seen that results similar to those of the base station antenna are obtained. This result is an example in which the radio frequency is considered as the millimeter wave band, the base station antenna interval is several tens of centimeters to several meters, and the mobile station antenna is several centimeters to several tens of centimeters in consideration of the small size. It is desired to design appropriately according to the radio frequency and transmission distance as in the past.

移動局が携帯電話などの小型の無線機の場合、アンテナの位置は三次元空間で自由に配置される。従って、大地に対して水平方向あるいは垂直方向の単一方向のリニアアレイではなく、双方にアレイすることによってアンテナ選択の効果が大きくなることは図4A、4Bおよび図6A、6Bから明らかである。本実施例ではサブアレイアンテナを水平および垂直方向に構成することによって実現している。  When the mobile station is a small wireless device such as a mobile phone, the position of the antenna is freely arranged in a three-dimensional space. Therefore, it is apparent from FIGS. 4A and 4B and FIGS. 6A and 6B that the effect of antenna selection is increased by arranging both in a linear direction in the horizontal direction or in the vertical direction with respect to the ground instead of in a single direction. In this embodiment, this is realized by configuring the subarray antenna in the horizontal and vertical directions.

サブアレイアンテナに限らず、使用するアンテナ素子をフレキシブルに構成することにより、本実施例の効果は増加する。また、同一信号を送信するアンテナ素子数は自由に選択できるため、シングルストリームを送る場合にはアンテナ素子数を増やす、すなわち、空間合成数を増やすことにより、電力の調整を容易に行うことができる。さらに、各アンテナ素子に入力する信号に適切な位相差を与えることにより、移動局の位置に応じてビーム指向性の方向制御を容易に行うことができる。  The effect of the present embodiment is increased by flexibly configuring the antenna elements to be used, not limited to the subarray antenna. In addition, since the number of antenna elements that transmit the same signal can be freely selected, the power can be easily adjusted by increasing the number of antenna elements when sending a single stream, that is, by increasing the number of spatial synthesis. . Furthermore, by giving an appropriate phase difference to the signal input to each antenna element, it is possible to easily control the direction of the beam directivity according to the position of the mobile station.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。  As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and needless to say, various modifications can be made.

10・・・無線通信システム
100・・・無線通信システム
110・・・第1無線機
120・・・第2無線機
121・・・移相器
122・・・移相器
123・・・加算器
124・・・加算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wireless communication system 100 ... Wireless communication system 110 ... 1st radio | wireless machine 120 ... 2nd radio | wireless machine 121 ... Phase shifter 122 ... Phase shifter 123 ... Adder 124 ... Adder

Claims (6)

無線通信を行う複数のアンテナを有する第一の無線機と複数のアンテナを有する第二の無線機とを備え、
前記第一の無線機と前記第二の無線機のうち少なくとも1つの無線機が3つ以上のアンテナから2つのアンテナを選択し、2×2のMIMO通信を行い、
前記第二の無線機の第k番目の受信アンテナの受信信号を直交検波または復調した直交平面上において前記第一の無線機の第i番目と第j番目の送信アンテナから送信した信号ベクトルのなす角をφ1とし、前記第二の無線機の第l番目の受信アンテナの受信信号を直交検波または復調した直交平面上において前記第一の無線機の第i番目と第j番目の送信アンテナから送信した信号ベクトルのなす角をφ2とし、前記φ1から前記φ2を差し引いた角度の絶対値をΦとし、前記Φがπラジアンに最も近くなる組み合わせの送信アンテナおよび受信アンテナを選択する
無線通信システム。
A first wireless device having a plurality of antennas for wireless communication and a second wireless device having a plurality of antennas;
At least one of the first radio and the second radio selects two antennas from three or more antennas, performs 2 × 2 MIMO communication,
A signal vector transmitted from the i-th and j-th transmitting antennas of the first radio on an orthogonal plane obtained by orthogonal detection or demodulation of the received signal of the k-th receiving antenna of the second radio. The angle is φ1, and the signals received from the l-th receiving antenna of the second radio are transmitted from the i-th and j-th transmitting antennas of the first radio on an orthogonal plane obtained by quadrature detection or demodulation. A wireless communication system that selects φ2 as the absolute value of the angle obtained by subtracting φ2 from φ1 and selects the combination of the transmitting antenna and the receiving antenna where φ is closest to π radians.
請求項1において、
前記第一の無線機の各送信アンテナで周波数または時間で独立した、情報が既知である送信信号によって求められる単一信号送信のC/Nからπラジアンに最も近くなるΦの値から求められるC/N劣化量を差し引くことによって計算できるMIMO通信時のC/Nが、直交振幅変調の多値数に基づいて設定される所定のC/Nよりも小さい場合は単一信号送信とする
無線通信システム。
In claim 1,
C obtained from the value of Φ closest to π radians from C / N of a single signal transmission obtained by a transmission signal whose information is known, independent of frequency or time, at each transmission antenna of the first radio. When the C / N during MIMO communication that can be calculated by subtracting the / N degradation amount is smaller than a predetermined C / N that is set based on the multilevel number of quadrature amplitude modulation, wireless communication is performed as single signal transmission. system.
請求項2において、
前記直交振幅変調の多数値は、直交振幅変調の多値数によって決まるC/Nと比較して、送信できる最大の多値数に決定し、前記所定のC/Nは最小の多値数のC/Nにする
無線通信システム。
In claim 2,
The majority value of the quadrature amplitude modulation is determined to be the maximum number of multivalues that can be transmitted, compared with the C / N determined by the number of quadrature amplitude modulation values, and the predetermined C / N is the minimum number of multivalues. C / N wireless communication system.
請求項1から3のいずれか1つにおいて、
送信信号または受信信号に指向性を持たせるために3次元配置したアンテナを用い、水平と垂直の両方の組み合わせによってアンテナの位置を変更する
無線通信システム。
In any one of Claims 1-3,
A wireless communication system that uses a three-dimensional antenna to give directivity to a transmission signal or a reception signal, and changes the position of the antenna by a combination of both horizontal and vertical.
請求項1から3のいずれか1つにおいて、
送信信号または受信信号に指向性を持たせるために多素子アンテナを用い、
送信または受信に用いる素子の組み合わせによってアンテナの位置を変更する
無線通信システム。
In any one of Claims 1-3,
In order to give directivity to the transmission signal or the reception signal, a multi-element antenna is used,
A wireless communication system that changes the position of an antenna according to a combination of elements used for transmission or reception.
請求項4において、
送信信号または受信信号に指向性を持たせるために多素子アンテナを用い、
送信または受信に用いる素子の組み合わせによってアンテナの位置を変更する
無線通信システム。
In claim 4,
In order to give directivity to the transmission signal or the reception signal, a multi-element antenna is used,
A wireless communication system that changes the position of an antenna according to a combination of elements used for transmission or reception.
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